下面文章以某型號(hào)加工中心換刀臂專用夾具的設(shè)計(jì)為載體，通過設(shè)計(jì)不同的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生分析定位原理、測(cè)量知識(shí)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，提出了解決辦法——設(shè)計(jì)專用夾具，闡述了合理性及可行性等整個(gè)教學(xué)互動(dòng)過程，使學(xué)生能夠在該項(xiàng)目的生產(chǎn)實(shí)踐中以小組學(xué)習(xí)的形式達(dá)到能夠獨(dú)立完成類似零件的夾具設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)，提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)和處理問題的能力及革新能力。

　　關(guān)鍵詞：學(xué)制技師,能力,小組學(xué)習(xí),獨(dú)立

　　一、依據(jù)技師課程教學(xué)目標(biāo)，選取真實(shí)工作任務(wù)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)

　　1.學(xué)習(xí)任務(wù)選取。

　　(1)數(shù)控加工學(xué)制技師培養(yǎng)核心技能要求。

　　從國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)調(diào)研分析可知，數(shù)控加工學(xué)制技師班學(xué)生的核心技能包括數(shù)控加工工藝制定、工裝設(shè)計(jì)與制作、空間幾何精度測(cè)量等，其中工裝設(shè)計(jì)與制作核心技能涉及定位裝夾、檢測(cè)基準(zhǔn)、測(cè)量方法、誤差分析、元件選擇與制作、精度調(diào)整等多個(gè)方面。

　　(2)夾具設(shè)計(jì)制作學(xué)習(xí)任務(wù)選取與分析。

　　專用夾具的設(shè)計(jì)與制作主要針對(duì)應(yīng)用通用夾具難以完成加工任務(wù)的零件，對(duì)于支架類零件應(yīng)用較為廣泛，應(yīng)用專用夾具可以解決裝夾難的問題，提高裝夾剛性、裝夾效率、定位精度及精度穩(wěn)定性，快速檢測(cè)難以檢測(cè)的空間幾何精度。筆者在實(shí)際教學(xué)中針對(duì)《工裝設(shè)計(jì)與制作》課程目標(biāo)需要，選取企業(yè)真實(shí)的工作項(xiàng)目——某型號(hào)加工中心換刀臂加工中專用夾具設(shè)計(jì)制作項(xiàng)目為學(xué)習(xí)任務(wù)之一。

　　2.學(xué)習(xí)任務(wù)分析。

　　(1)學(xué)習(xí)任務(wù)介紹。

　　換刀臂的加工包含了數(shù)控加工難點(diǎn)中的幾乎所有方面，該零件如應(yīng)用平口鉗或壓板之類通用夾具給操作帶來了諸多不便。該類零件在技師階段難度適中，適合技師階段學(xué)習(xí)的提升，故此選用該零件作為技師一年級(jí)教學(xué)的一個(gè)初期課題。

　　(2)學(xué)習(xí)任務(wù)難點(diǎn)分析。

　　本零件屬于結(jié)構(gòu)剛性差、形狀不規(guī)則的異形零件。此類零件在加工中定位方法與外形規(guī)則的零件相比，有很大的差異。①這類零件在加工中容易產(chǎn)生變形，所以工序分開和選擇合適的夾緊力和夾緊位置很重要。②該類零件裝夾困難，通用或組合夾具很難滿足加工時(shí)零件定位的準(zhǔn)確性。③該類零件在加工時(shí)通常會(huì)由于零件結(jié)構(gòu)問題產(chǎn)生加工震動(dòng)。④該零件的生產(chǎn)類型屬于批量生產(chǎn)，需要通過設(shè)計(jì)專用夾具滿足批量中定位裝夾快速準(zhǔn)確的要求。

　　二、在難點(diǎn)與問題的引領(lǐng)下，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主攻關(guān)完成任務(wù)

　　在充分分析“換刀臂”這個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我校技師班的學(xué)生特點(diǎn)，筆者采用了行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)形式，調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，并取得了較好的教學(xué)效果。

　　1.課前學(xué)生狀況分析。

　　技師班學(xué)生對(duì)數(shù)控加工發(fā)自內(nèi)心的喜歡，同時(shí)對(duì)自己能創(chuàng)造性的解決實(shí)際問題有著較強(qiáng)的好勝心。有專門的一體化教學(xué)場(chǎng)地——技師研修中心，配備一名車間負(fù)責(zé)人擔(dān)任輔講教師。課前，筆者對(duì)每名學(xué)生的技能基礎(chǔ)做了摸底考察，制作了個(gè)人基礎(chǔ)記錄單，此方法已被后續(xù)課堂組織教學(xué)所使用。

　　2.學(xué)生分小組分析工作任務(wù)。

　　在該環(huán)節(jié)中，學(xué)生需要查閱大量技術(shù)資料學(xué)習(xí)任務(wù)中未知的技術(shù)知識(shí)，需要在小組內(nèi)討論并明確任務(wù)要點(diǎn)。

　　(1)小組工作，成員獨(dú)立找尋難點(diǎn)，小組大腦風(fēng)暴集合要點(diǎn)。

　　對(duì)于各式各樣的技術(shù)難題，很多時(shí)候，一個(gè)人是很難攻克的，這時(shí)候就需要與周圍的人共同討論或需要一個(gè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)共同去努力解決，所以以小組為單位的合作性學(xué)習(xí)在技師階段尤為重要。每個(gè)人都想實(shí)現(xiàn)自己的想法，正是因?yàn)槿舜嬖诘倪@種潛在情懷，所以教師在設(shè)置教學(xué)環(huán)節(jié)中，一定要在關(guān)鍵教學(xué)點(diǎn)處盡可能的設(shè)置學(xué)生之間互相展示點(diǎn)評(píng)的機(jī)會(huì)。

　　以本案為例，學(xué)生通過給出的圖紙及工藝單，在教師的組織下，各小組積極探討論證，對(duì)本零件形成了如下的工藝分析：零件到達(dá)本工序時(shí)外形輪廓尺寸及基準(zhǔn)面A、B、C已經(jīng)完成加工或進(jìn)行了粗加工。換刀臂的加工誤差主要集中在以下幾個(gè)方面：①兩個(gè)椎16H7mm孔的同軸度超差，且很難保證該孔與A基準(zhǔn)面的12±0.05mm尺寸公差。②兩個(gè)椎16H7mm孔與椎18H7mm孔的平行度和孔距超差，使得換刀時(shí)刀柄與主軸不同心，影響換刀的可靠性。③梯形凸起的中心與兩個(gè)椎16H7mm孔中心的12±0.05mm的尺寸很難保證，且目前沒有可靠的檢測(cè)裝置。

　　學(xué)生們?cè)谶M(jìn)行工藝分析時(shí)，在討論中不斷的延伸問題的深度與廣度，不僅對(duì)零件進(jìn)行了工藝分析，闡述了在加工中產(chǎn)生誤差的可能性，還對(duì)由于加工不良可能對(duì)零件使用造成的危害進(jìn)行了說明。例如：“可造成刀柄在夾刀位置時(shí)的位置不正，裝入主軸時(shí)，與主軸軸線存在角度偏差，易造成主軸錐孔的過早磨損。另外，裝刀過程中附加的外力使換刀臂壽命縮短。”這些已經(jīng)超過了一個(gè)單純的加工者的思考范疇，而是從一個(gè)使用者或設(shè)計(jì)者的角度出發(fā)，去考慮加工不良對(duì)使用者的影響。這種負(fù)責(zé)任的態(tài)度正是通過同學(xué)間反復(fù)的探討，不斷的激發(fā)靈感的火花逐步培養(yǎng)出來的，是一種自覺發(fā)自內(nèi)心的認(rèn)識(shí)。這恰恰是教師“灌輸式”教育及學(xué)生被動(dòng)接受所不能達(dá)到的教育效果。

　　(2)各小組自行確立加工基準(zhǔn)。

　　機(jī)械加工要奉行基準(zhǔn)先行的原則，所以在加工時(shí)第一件事就是確立零件的定位基準(zhǔn)。較之規(guī)則形狀的四平八穩(wěn)的定位基準(zhǔn)而言，異形件定位基準(zhǔn)的選擇就要復(fù)雜多了，因此教師首先拋出最簡(jiǎn)單的基準(zhǔn)選擇方法和確立原則，然后布置給學(xué)生的任務(wù)就是分析零件的各型面作為定位基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)的可行性。這是一個(gè)跨度非常大的問題，看似簡(jiǎn)單粗暴，但這是使學(xué)生能夠深入思考，給他們最大發(fā)揮空間和學(xué)習(xí)自由度的一個(gè)方法。

　　三、通過“舉三反一”的項(xiàng)目實(shí)施，實(shí)現(xiàn)“舉一反三”的教學(xué)效果

　　學(xué)生完成項(xiàng)目不是該項(xiàng)目的學(xué)習(xí)結(jié)束，因?yàn)閷W(xué)習(xí)的目的是為了勝任未來未知的工作，能完成該項(xiàng)目只能表明具備完成該任務(wù)的能力，當(dāng)條件改變了，面對(duì)同類型工作是否能有行之有效的方案還不能確定，因此在此基礎(chǔ)上需要引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)同類型工作的特點(diǎn)、原理、關(guān)鍵技術(shù)等，進(jìn)一步需要給出其他同類型工作檢驗(yàn)學(xué)員的適應(yīng)能力，這才完成了該項(xiàng)目的教學(xué)過程。

　　1.教師提供其他支架零件夾具設(shè)計(jì)項(xiàng)目，學(xué)生獨(dú)立制訂方案。在本項(xiàng)目教學(xué)中，技師學(xué)員完成夾具設(shè)計(jì)制作后，在設(shè)計(jì)加工中驗(yàn)證是否滿足技術(shù)要求，并要求學(xué)生每人選取一個(gè)項(xiàng)目獨(dú)立設(shè)計(jì)夾具方案。

　　2.由部分學(xué)生擔(dān)任“技術(shù)專家”，逐一審核答辯各個(gè)方案。每名學(xué)生對(duì)立完成方案后，還不能對(duì)其他類型的夾具設(shè)計(jì)方案做深入學(xué)習(xí)，往往教學(xué)時(shí)間也不允許每個(gè)學(xué)生對(duì)每種類型零件的夾具設(shè)計(jì)做方案和學(xué)習(xí)，筆者采用“專家答辯”的方式實(shí)現(xiàn)全面深入的學(xué)習(xí)效果。通過“專家”答辯方式可以有效培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題的能力及應(yīng)變能力。要點(diǎn)如下：

　　(1)教師組織答辯儀式，預(yù)先布置每名學(xué)生要對(duì)自己的方案做規(guī)定時(shí)間及規(guī)定內(nèi)容陳述，“專家”在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提出限定數(shù)量的問題，被答辯人需作答，征得“專家”的一致同意。

　　(2)“專家”由不固定的4名以上的學(xué)生組成，每名學(xué)生至少要做3次專家，答辯的方案必須有2個(gè)與本人的方案項(xiàng)目類型不同，并對(duì)被答辯學(xué)生的方案預(yù)先研讀。

　　(3)在答辯過程中，教師只控制節(jié)奏和時(shí)間，不參與具體答辯內(nèi)容，最后做總結(jié)，同時(shí)要布置2名學(xué)生對(duì)典型問題及回答做記錄并在展板展示。

　　3.以工作頁為引導(dǎo)，激發(fā)和收斂學(xué)生思維的發(fā)散性，保證實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果。

　　工作頁是一體化教學(xué)中不可或缺的重要工具，它是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的工具。教學(xué)中的工作頁要基于教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，再根據(jù)教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)的條件編寫。工作頁不僅可以輔助教師引導(dǎo)學(xué)生完成教學(xué)任務(wù)，還可以在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中起到激發(fā)學(xué)生發(fā)散思維，使設(shè)計(jì)具有多樣性和創(chuàng)新性，又能讓學(xué)生在其引導(dǎo)下使結(jié)果更具可行性和唯一性，保證學(xué)習(xí)成果。

　　筆者在《工裝設(shè)計(jì)與制作》教學(xué)實(shí)施中，始終按照行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)模式引導(dǎo)學(xué)生自主負(fù)責(zé)任的學(xué)習(xí)，通過項(xiàng)目實(shí)踐培養(yǎng)分析問題、發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力，同時(shí)兼顧知識(shí)的系統(tǒng)性，有意識(shí)的提升小組合作、傾聽、結(jié)構(gòu)性思維、總結(jié)等非專業(yè)能力。筆者也從學(xué)習(xí)任務(wù)選取、教學(xué)活動(dòng)組織、教學(xué)總結(jié)與拓展等方面得到了些許收獲。

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